JP2005256476A - キー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スペースの使用効率を向上させることができるキー装置を提供する。
【解決手段】 シリンダ錠６のキー挿入口７へのキーユニット５の挿入を検出し検出信号を出力するキー検出器１４と、キー挿入口７に挿入されたキーユニット５に送受信コイル１３を用いて暗証番号の送信動作を実行させて暗証番号を取得しこの暗証番号の正否を判定しこの判定結果に応じて信号を出力するイモビライザ回路が搭載された回路基板１７と、を設け、キー検出器１４と回路基板１７とを単一のケーシング２０に取り付け、キー検出器１４の端子３６を回路基板１７に接続する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、イモビライザ機能を備えた車両用のキー装置に関する。

近年、自動車などの車両では、盗難防止効果の向上のためにイモビライザ機能を有するイモビライザシステム（例えば、特許文献１ないし３参照）が採用されるようになってきている。このイモビライザシステムでは、イグニッションキーの機構的同一性が得られると共に電子的同一性が確認された場合にのみエンジンの始動を許可する。

具体的には、イモビライザシステムでは、一般に、自動車側にキー装置を設け、イグニッションスイッチを切り替えてエンジンを始動させるためのイグニッションキーにトランスポンダを埋め込んでいる。そして、このトランスポンダより所定の暗証コードを変調して送信出力し、トランスポンダから送信出力された暗証コード信号を車両側に設置されたキー装置で受信して暗証コードの同一性を判定し、暗証コードの同一性が確認された場合にのみキー装置からエンジンの始動回路に始動許可信号を出力するような構造となっている。これにより、使用されたイグニッションキーに関し、キー溝の形状が合致し、暗証コードの同一性が確認された場合にのみエンジンを始動することができる。

ここで、イグニッションキーの電子的同一性を確認するためのイモビライザシステムの動作を詳しく述べる。キー装置では、キー検出器がイグニッション用シリンダ錠のキー挿入口にイグニッションキーが差し込まれたことを検出すると、キー検出信号をキー装置内のイモビライザ回路に送信する。キー検出信号を受信したイモビライザ回路は、変復調回路からなる高周波回路によってキー装置側の送受信コイルを所定時間だけ高周波駆動する。すると、イグニッションキーに埋め込まれたトランスポンダ側の送受信コイルがキー装置側の送受信コイルと磁気結合し、電磁誘導作用によってトランスポンダ側に電流が流れ、トランスポンダが備えるコンデンサに電荷が蓄えられる。トランスポンダでは、コンデンサに蓄えられた電荷を起電力として、暗証コードを変調しＦＭ波を搬送波として自らの送受信コイルより送信出力する。これにより、二つの送受信コイルが再び磁気結合し、キー装置側の送受信コイルを介して高周波回路に暗証コード信号が送信される。キー装置では、受信した暗証コード信号を高周波回路で復調し、制御回路で暗証コードを解読する。その結果、暗証コードの同一性が判定された場合にのみ制御回路よりエンジンのＥＣＵに始動許可信号が出力される。これにより、イグニッションキーの電子的同一性が確認される。ここで、キー検出信号は、自動車の中央制御部にも伝達され、中央制御部の各種の制御で使用される。

また、キー装置の中には、キー装置側の送受信コイルを高周波駆動するトリガとして、キー検出器からのキー検出信号を用いずに、イグニッションスイッチがＯＮポジションに切り替えられたのをトリガとするキー装置もある。この場合でも、キー検出器は、前述したように、キー装置に挿入されたことを自動車の中央制御部に伝達する。

特開平１０−８１２０３号公報 特許第２６２４１８７号公報 特許第３１５１１２８号公報

ところで、このようなイモビライザシステムのキー装置では、イモビライザ回路を搭載した回路基板と、キー検出器とは、それぞれキー挿入穴の周囲に配置されているが、それぞれは別体で配置されている。これは、もともとキー検出器は、イモビライザシステムが開発される以前からキーがキー装置に挿入されたことを自動車の中央制御部に伝達するためにキー装置に備えられていたものであり、これをイモビライザシステムを採用するに当たってイモビライザシステムでも使用するようにしたためである。

しかしながら、回路基板とキー検出器とが別体で設けられていることにより、スペースの使用効率が悪いという問題がある。また、これらの両者はキー装置のうちの電気部品であるが、これらが別体で設けられていることにより、組み立て作業が煩雑であるという問題がある。

本発明の目的は、スペースの使用効率を向上させることができるキー装置を提供することである。

本発明の目的は、組み立て性の向上を図ることができるキー装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、シリンダ錠のキー挿入口へのキーの挿入を検出し検出信号を端子から出力するキー検出器と、前記キー挿入口に挿入されたキーに送受信コイルを用いて暗証番号の送信動作を実行させて暗証番号を取得しこの暗証番号の正否を判定しこの判定結果に応じて信号を出力するイモビライザ回路が搭載された回路基板と、を備えたキー装置において、前記キー検出器と前記回路基板とを単一のケーシングに取り付け、前記キー検出器の前記端子を前記回路基板に接続した。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のキー装置において、前記キー挿入口の外側に嵌合し、前記送受信コイルを保持して当該送受信コイルを前記キー挿入口の周囲に位置付けるコイル保持部と、このコイル保持部と前記ケーシングとを回動自在に連結するヒンジ部と、を備える。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のキー装置において、前記送受信コイルの前記コイル保持部に巻回された部分から延びて前記回路基板に接続される接続部を前記キー検出器から離れた位置で位置決めする位置決め中継部を備える。

請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載のキー装置において、前記キー検出器よりもキー挿入方向の上流側において前記キー検出器を覆い前記キー検出器を保護する防御壁を備える。

請求項１記載の発明によれば、シリンダ錠のキー挿入口へのキーの挿入を検出し検出信号を端子から出力するキー検出器と、前記キー挿入口に挿入されたキーに送受信コイルを用いて暗証番号の送信動作を実行させて暗証番号を取得しこの暗証番号の正否を判定しこの判定結果に応じて信号を出力するイモビライザ回路が搭載された回路基板と、を備えたキー装置において、前記キー検出器と前記回路基板とを単一のケーシングに取り付け、前記キー検出器の前記端子を前記回路基板に接続したことにより、キー装置におけるスペースの使用効率を向上させることができる。また、キー装置の組み立て性の向上を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のキー装置において、前記キー挿入口の外側に嵌合し、前記送受信コイルを保持して当該送受信コイルを前記キー挿入口の周囲に位置付けるコイル保持部と、このコイル保持部と前記ケーシングとを回動自在に連結するヒンジ部と、を備えることにより、ケーシング及びコイル保持部の取り付け作業を容易にすることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載のキー装置において、前記送受信コイルの前記コイル保持部に巻回された部分から延びて前記回路基板に接続される接続部を前記キー検出器から離れた位置で位置決めする位置決め中継部を備えることにより、送受信コイル１３の組み付けの際には、送受信コイルをキー挿入口から離れた位置を経由させてケーシング内に配線することができるので、送受信コイルをキー検出器に干渉させることなく、簡単に配線することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１，２又は３記載のキー装置において、前記キー検出器よりもキー挿入方向の上流側において前記キー検出器を覆い前記キー検出器を保護する防御壁を備えることによって、キー検出器が防御壁によって保護されているので、キー検出器１４が破壊されることが防止される。

本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施の形態の自動車用のイモビライザシステム１の外観構造を示す斜視図である。図１に示すように、イモビライザシステム１は、イグニッションスイッチ２に連結され自動車（図示せず）に設けられたキー装置３、トランスポンダ４（図５参照）を内蔵したキーであるキーユニット５などから構成されている。以下、それぞれについて詳細に述べる。

イグニッションスイッチ２は、イグニッション用の四つの接点を基本として構成されている。四つの接点は、一般的に用いられているＬＯＣＫ、ＡＣＣ、ＯＮ、ＳＴの四種類である。ＬＯＣＫポジションは、少なくともキー装置３を除く各部に給電せず、かつ、後述するシリンダ錠６のキー挿入口７に対してキーユニット５が備える後述するイグニッションキー８の抜き差しを許容する唯一のポジションである。ＡＣＣポジションは、ラジオやパワーウインド等のアクセサリーに対する給電を許容するポジションである。ＯＮポジションは、エンジンの制御ブロック（ＥＣＵ）を含む全ての電気電子部品に対する給電を許容するポジションである。ＳＴポジションは、エンジンのスターターを駆動してエンジンを始動させるためのポジションであり、ＳＴポジションに位置するイグニッションキー８は図示しないリターンスプリングの力でＯＮポジションに戻される。

図２はキー装置３を示す縦断側面図、図３はキーユニット５が挿入された状態のキー装置３を示す縦断側面図、図４はキー装置３を示す分解斜視図、図５はイモビライザシステム１の回路構成を簡略化して示すブロック図である。

図２ないし図５に示すように、キー装置３は、シリンダ錠６、イモビライザ部９などから構成されている。シリンダ錠６には、後述するイグニッションキー８が挿入されるキー挿入口７が形成されている。このシリンダ錠６のボデー１０は、周知のステアリングロック機構１１のボデーを兼用している。ステアリングロック機構１１は、イグニッションキー８がＬＯＣＫ位置にあるときにステアリングをロックする機構である。

イモビライザ部９は、イモビライザ回路１２、送受信コイル１３、キー検出器１４などから構成されている。

イモビライザ回路１２は、高周波回路としてのＲＦ回路（ＲＦ：Radio Frequency）１５と、制御回路１６とを備えおり、回路基板１７に搭載されている。制御回路１６には、暗証コードを格納するメモリとしてのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）１８が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ１８もイモビライザ回路１２を構成している。ＲＦ回路１５は、自動車の図示しないバッテリから給電されて送受信コイル１３を高周波駆動する機能と、トランスポンダ４から送受信コイル１３を介して受信した暗証コード信号を復調して得た暗証番号としての暗証コードを制御回路１６に出力する機能とを有する高周波回路である。制御回路１６は、図示しないＣＰＵやメモリからなるマイクロコンピュータを備える。この制御回路１６は、回路基板１７に取り付けられたコネクタ１９を介してエンジンのＥＣＵに接続されており、ＥＥＰＲＯＭ１８から暗証コードを呼出し、呼び出した暗証コードとＲＦ回路１５で復調された暗証コードとを照合し、二つの暗証コードの一致を判定するとエンジンのＥＣＵに始動許可信号を出力する。

図６はイモビライザ部９を示す縦断側面図、図７はその正面図、図８はキー検出器１４の構造を示す分解図、図９はキー装置３を示す分解図である。なお、図７では、図６に対して一部を省略している。

図４、図６ないし図９に示すように、回路基板１７は、筐体状の樹脂製のケーシング２０に収納保持されている。このケーシング２０は、シリンダ錠６のボデー１０の上部外周に取り付けられている。ケーシング２０は、ケーシング本体２０ａとこのケーシング本体２０ａにクリック止めされるカバー２０ｂとよりなり、ケーシング本体２０ａの内部に回路基板１７を収納してカバー２０ｂを閉じることにより回路基板１７がケーシング２０の内部に固定的に収納されるように構成されている。コネクタ１９もこのケーシング２０に一体化して設けられている。

送受信コイル１３は、シリンダ錠６のキー挿入口７の外部に勘合するリング状のコイル保持部２１に巻回保持されている。コイル保持部２１は、樹脂製であって、ケーシング２０と一体形成されている。コイル保持部２１とケーシング２０との間には、屈曲自在なヒンジ部２２が形成されている。このヒンジ部２２によって、コイル保持部２１とケーシング２０とが互いに回動自在に連結されている。シリンダ錠６に取り付けられたコイル保持部２１は、ケーシング２０に対して略直角となっている。

送受信コイル１３は、コイル保持部２１に巻回された巻回部１３ａと、この巻回部１３ａから延びて回路基板１７に接続される接続部１３ｂとから構成されている。接続部１３ｂは、コイル保持部２１に一体的に設けられた位置決め中継部２３を経由して回路基板１７に接続されている。位置決め中継部２３は、コイル保持部２１の斜め上方であって、コイル保持部２１と回路基板１７との中間に位置し、接続部１３ｂが巻回される孔部２３ａを備えている。このコイル保持部２１は、接続部１３ｂをキー検出器１４、コイル保持部２１及び回路基板１７から離れた位置で位置決めしている。

キー検出器１４は、ケーシング２０に一体に取り付けられている。キー検出器１４は、概略的には、シリンダ錠６のキー挿入口７の上方のケーシング２０に形成された下面開口のスライダ保持部３１に、スライダ３２が上下方向にスライド自在に勘合して構成されている。スライダ保持部３１には、スライダ３２の側面に突出形成された一対の爪部３２ａがスライド自在に勘合する上下方向に長い一対の溝部３１ａが形成されている。なお、図では、一方の溝部３１ａのみを示している。溝部３１ａの下部には、スライダ３２の爪部３２ａが上方から当接するストッパ部３１ｂが形成されている。そして、スライダ３２の上面とスライダ保持部３１の天井面との間には圧縮コイルバネ３３が設けられている。そして、スライダ保持部３１の内周面には、固定接点３４が設けられ、スライダ３２の側面には可動接点３５が設けられている。固定接点３４は端子である外部端子３６を介してイモビライザ回路１２に接続されている。

このキー検出器１４のスライダ３２は、キー挿入口７に対するイグニッションキー８の抜差動作が図２及び図３に示す伝達機構５１を介して伝達されて上下に移動する。伝達機構５１は、シリンダ錠６に設けられ支点５２を中心として上下回動する回動ブロック５３、支点５４を中心に回動自在なロックレバー５５、このロックレバー５５の一端側を回動ブロック５３側に付勢する圧縮コイルバネ５６などから構成されている。この伝達機構５１では、キー挿入口７にイグニッションキー８が挿入されていないときには、圧縮コイルバネ５６によってロックレバー５５の一端側及び回動ブロック５３が下側に回動する。このとき、スライダ３２は、圧縮コイルバネ３３によって付勢されてスライダ保持部３１の下部に位置付けられる。この状態では、可動接点３５と固定接点３４とは離反している。そして、キー挿入口７にイグニッションキー８が挿入されると、回動ブロック５３がイグニッションキー８に押されて上方へ回動し、この回動によってロックレバー５５の一端側が圧縮コイルバネ５６の付勢力に抗して回動される。そして、ロックレバー５５の一端側に押されたスライダ３２が圧縮コイルバネ３３に抗して上方へ移動して、可動接点３５が固定接点３４に接続する。これにより、キー検出器１４からキー検出信号がイモビライザ回路１２に出力される。この状態から、キー挿入口７からイグニッションキー８が取り外されると、スライダ３２が下方へ移動して、可動接点３５が固定接点３４から外れ、キー離脱信号がイモビライザ回路１２に出力される。

なお、ロックレバー５５の他端側は、ステアリングロック機構１１のロックボルト５７に連結されている。ロックボルト５７は、シリンダ錠６がＬＯＣＫ位置に回動されることにより、ボデー１０から突出し、図示しないステアリングシャフトをロックする。また、イグニッションキー８が挿入されているときには、ロックレバー５５がロックボルト５７に係合し、ロックボルト５７は、引き込み位置に保持されるため、運転中の不用意なステアリングのロックが防止される。

このようなキー検出器１４のイグニッションキー８の挿入方向の上流側には、キー検出器１４を覆う防御壁５８が設けられている。防御壁５８は、ボデー１０から上方へ突出した形状で、ボデー１０に一体に形成されている。この防御壁５８は、ケーシング本体２０ａの前端部下部に形成された切欠２０ｃに挿入されて、キー検出器１４の前方位置している。この防御壁５８によって、キー検出器１４は、前方（イグニッションキー８の挿入側の上流側）を保護されている。

次に、キーユニット５について説明する。図１に示すように、このキーユニット５は、イグニッションキー８としての外観構成を有し、その把持部６１に図５に示すトランスポンダ４を内蔵する。トランスポンダ４は、高周波駆動されているキー装置３側の送受信コイル１３と磁気結合する図示しない送受信コイルを内蔵し、このような磁気結合による電磁誘導作用により発生した電力を図示しないコンデンサに電荷として蓄え、このコンデンサに蓄えられた電荷を起電力として暗証コードを変調しＦＭ波を搬送波として内蔵の送受信コイルより送信出力する構造のものである。

イモビライザシステム１の動作について説明する。まず、運転者は、自動車のエンジンを始動させるために、キーユニット５のイグニッションキー８をシリンダ錠６のキー挿入口７に差し込む。これにより、キー検出器１４がキー挿入口７へのイグニッションキー８の挿入を検出し、キー検出信号がイモビライザ回路１２に入力される。キー検出信号が入力されたイモビライザ回路１２では、ＲＦ回路１５が所定時間だけ起動されて送受信コイル１３が高周波駆動される。これにより、送受信コイル１３の周囲に磁界が発生し、送受信コイル１３とトランスポンダ４に内蔵された送受信コイルとが磁気結合される。すると、トランスポンダ４に内蔵された送受信コイルが電磁誘導作用を受け、トランスポンダ４のコンデンサに電荷が蓄えられる。ここで、ＲＦ回路１５が起動される所定時間というのは、トランスポンダ４のコンデンサに十分に電荷が蓄えられるだけの時間である。したがって、トランスポンダ４のコンデンサに十分に電荷が蓄えられた後にトランスポンダ４に対する給電が停止され、これによってコンデンサの電位が僅かに低下する。トランスポンダ４では、このようなコンデンサの電位低下を検出し、これをトリガとして、暗証コード信号を変調し、ＦＭ波を搬送波として変調された暗証コード信号を内蔵する送受信コイルより送信出力する。これにより、トランスポンダ４が内蔵する送受信コイルとキー装置３の側の送受信コイル１３とが磁気結合され、キー装置３のＲＦ回路１５に暗証コード信号が受信される。そこで、ＲＦ回路１５は、受信した暗証コード信号を復調して制御回路１６に送り、制御回路１６では、この暗証コード信号を解読して暗証番号としての暗証コードを得、ＥＥＰＲＯＭ１８に格納されている暗証番号としての暗証コードと照合する。照合の結果、二つの暗証コードが一致していると判定されると、制御回路１６はエンジンのＥＣＵに始動許可信号を出力する。これにより、エンジンの始動が許可される。そして、イグニッションキー８とシリンダ錠６との機構的同一性が得られるとシリンダ錠の回動が可能となり、シリンダ錠６がＳＴポジションへ回動されることにより、イグニッションスイッチ２によってエンジンの始動動作が行われる。

以上説明したように、本実施の形態のキー装置３では、キー検出器１４と回路基板１７とを単一のケーシング２０に取り付け、キー検出器１４の端子である外部端子３６を回路基板１７に接続したことにより、キー検出器１４と回路基板１７とが一体的に集約されるので、スペースの使用効率が向上する。これにより、キー装置３を小さいスペースに配置することができる。また、キー装置３のうちの電気部品である回路基板１７とキー検出器１４とが一体化されるので、キー装置３の組み立て性の向上を図ることができる。

また、コイル保持部２１とケーシング２０とをヒンジ部２２によって回動自在に連結したことにより、ボデー１０にケーシング２０を取り付けるときには、コイル保持部２１をケーシング２０シに対して水平にすることにより、シリンダ錠６とコイル保持部２１との干渉が回避され、これにより、ケーシング２０の取り付けが容易となる。そして、コイル保持部２１をケーシング２０に対して屈曲させることで、防御壁５８を避けてコイル保持部２１をシリンダ錠６に簡単に取り付けることができる。

また、送受信コイル１３の接続部１３ｂが位置決め中継部２３によって、キー検出器１４から離れた位置で位置決めされているので、送受信コイル１３を組み付ける際には、送受信コイル１３をキー挿入口７から離れた位置を経由させてケーシング２０内に配線することができるので、送受信コイル１３をキー検出器１４に干渉させることなく、簡単に配線することができる。

また、キー検出器１４よりもイグニッションキー８挿入方向の上流側においてキー検出器１４を覆いキー検出器１４を保護する防御壁５８を備えることにより、例えば、運転者がイグニッションキー８をキー挿入口７に入れる際に、誤って、キー挿入口７の上部に当ててしまった場合でも、キー検出器１４は防御壁５８によって保護されているので、キー検出器１４が破壊されることが防止される。

なお、本実施の形態では、シリンダ錠６のキー挿入口７にイグニッションキー８が差し込まれたことを検出したタイミングで、ＲＦ回路１５が送受信コイル１３を高周波駆動する態様を説明したが、実施に当たっては、イグニッションキー８がシリンダ錠６のキー挿入口７に差し込まれた後、シリンダ錠６がＳＴポジションに回動されたことを検出し、このタイミングで送受信コイル１３を高周波駆動するように構成しても良い。

本発明の一実施の形態のイモビライザシステムの外観構造を示す斜視図である。 キー装置を示す縦断側面図である。 キーユニットが挿入された状態のキー装置を示す縦断側面図である。 キー装置を示す分解斜視図である。 イモビライザシステムの回路構成を簡略化して示すブロック図である。 イモビライザ部を示す縦断側面図である。 その正面図である。 キー検出器の構造を示す分解図である。 キー装置を示す分解図である。

符号の説明

３ キー装置
５ キーユニット（キー）
６ シリンダ錠
７ キー挿入口
１２ イモビライザ回路
１３ 送受信コイル
１３ｂ 接続部
１４ キー検出器
１７ 回路基板
２０ ケーシング
２１ コイル保持部
２２ ヒンジ部
２３ 位置決め中継部
３６ 端子（外部端子）
５８ 防御壁

Claims (4)

1. シリンダ錠のキー挿入口へのキーの挿入を検出しキー検出信号を端子から出力するキー検出器と、前記キー挿入口に挿入されたキーに送受信コイルを用いて暗証番号の送信動作を実行させて暗証番号を取得しこの暗証番号の正否を判定しこの判定結果に応じて信号を出力するイモビライザ回路が搭載された回路基板と、を備えたキー装置において、
   前記キー検出器と前記回路基板とを単一のケーシングに取り付け、前記キー検出器の前記端子を前記回路基板に接続したことを特徴とするキー装置。
2. 前記キー挿入口の外側に嵌合し、前記送受信コイルを保持して当該送受信コイルを前記キー挿入口の周囲に位置付けるコイル保持部と、
   このコイル保持部と前記ケーシングとを回動自在に連結するヒンジ部と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のキー装置。
3. 前記送受信コイルの前記コイル保持部に巻回された部分から延びて前記回路基板に接続される接続部を前記キー検出器から離れた位置で位置決めする位置決め中継部を備えることを特徴とする請求項２記載のキー装置。
4. 前記キー検出器よりもキー挿入方向の上流側において前記キー検出器を覆い前記キー検出器を保護する防御壁を備えることを特徴とする請求項１，２又は３記載のキー装置。
   

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